导致零件失效的四个原因

11.1.2　失效的原因

1．设计不合理

最常见的情况是零件尺寸和几何结构不正确。例如，过渡圆角太小，存在尖角、尖锐切口等，造成较大的应力集中。另外，设计中对零件工作条件估计错误。例如，对工作中可能的过载估计不足，因而零件承载能力设计得不够，或者对环境的恶劣程度估计不足，忽略或低估了温度、介质等因素的影响，造成零件实际工作能力的降低。现在，由于应力分析水平的提高和对环境条件的重视，因设计不合理造成的事故已大大减少。

2．选材错误

设计中对零件失效的形式判断错误，所选用材料的性能不能满足工作条件的要求；或者选材所根据的性能指标，不能反映材料对实际失效形式的抗力，错误地选择了材料。另外材料的生产过程一般要经历冶炼、铸造、轧制等几个阶段，在这些工艺过程中所造成的缺陷往往会导致产品的早期失效。例如冶炼工艺较差，会使钢中有较多的氧、氢、氮，并形成非金属夹杂物，这不仅使材料变脆，还会形成疲劳裂纹源，导致早期失效。

3．加工工艺不当

许多机械产品，往往要经过车、铣、刨、磨、热处理等加工工序。由于加工工艺不当，给工件带来各种缺陷；例如，磨削时磨削深度过大或冷却不充分，将因表面出现回火组织而使表面硬度降低，有时会出现磨削裂纹；零件表面加工粗糙，会造成应力集中而引起疲劳断裂。热处理的不当也是导致工件失效的主要原因，常见的热处理缺陷有氧化与脱碳、变形与开裂、过热与过烧、回火不足以及组织缺陷等，均能导致工件失效。

4．安装使用不良

安装时配合过紧、过松，对中不好，固定不紧等都可能使零件不能正常地工作，或工作不安全。使用维护不良、不按工艺规程操作，也可使零件在不正常的条件下运转。例如，零件磨损后未及时调整间隙或进行更换，会造成过量弹性变形和冲击载荷；环境介质的污染会加速磨损和腐蚀进程等。

以上只讨论了导致零件失效的四个方面的原因，但实际的情况是很复杂的，还存在其他方面的原因。另外，失效往往不只是单一原因造成的，而可能是多种原因共同作用的结果。在这种情况下，必须逐一考察设计、材料、加工和安装使用等方面的问题，排除各种可能性，找到真正的原因，特别是起决定作用的主要原因。